DE102011053264A1 - Reinforcement carrier e.g. hybrid cord, for reinforcing layer of e.g. body ply of pneumatic tire of van, has twisted yarns made from non-metallic material, where cross-sectional width is aligned parallel to planar extension of layer - Google Patents
Reinforcement carrier e.g. hybrid cord, for reinforcing layer of e.g. body ply of pneumatic tire of van, has twisted yarns made from non-metallic material, where cross-sectional width is aligned parallel to planar extension of layer Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Festigkeitsträger für eine Verstärkungslage für elastomere Erzeugnisse, insbesondere für eine Karkasslage oder Gürtelbandagenlage eines Fahrzeugluftreifens, bestehend aus wenigstens einem Garn aus nicht-metallischem Material, welches verdreht ist. Ferner betrifft die Erfindung einen Fahrzeugluftreifen, enthaltend diese Festigkeitsträger in einer Karkasslage und / oder einer Gürtelbandagenlage. The invention relates to a reinforcing layer for a reinforcing layer for elastomeric products, in particular for a carcass ply or belt bandage ply of a pneumatic vehicle tire, consisting of at least one yarn of non-metallic material which is twisted. Furthermore, the invention relates to a pneumatic vehicle tire containing these strength carriers in a carcass ply and / or a belt bandage ply.
Festigkeitsträger für elastomere Erzeugnisse, insbesondere für eine Karkasslage oder eine Gürtelbandagenlage von Fahrzeugluftreifen, sind dem Fachmann in Aufbau und Werkstoff in verschiedensten Ausführungen bekannt. Die Festigkeitsträger werden durch Kalandrieren in eine Kautschukmischung eingebettet, um als gummierte Festigkeitsträgerlage im Elastomerprodukt eingesetzt werden zu können. Reinforcing members for elastomeric products, in particular for a carcass ply or a belt bandage ply of pneumatic vehicle tires, are known to the person skilled in the art in construction and material in various designs. The reinforcements are embedded by calendering in a rubber compound in order to be used as a rubber reinforcement layer in the elastomer product can.
Ein Fahrzeugluftreifen radialer Bauart weist im Allgemeinen eine luftundurchlässige Innenschicht, eine Festigkeitsträger enthaltende Radialkarkasse, die vom Zenitbereich des Reifens über die Seitenwände bis in den Wulstbereich reicht und dort meist durch Umschlingen zugfester Wulstkerne verankert ist, einen radial außen befindlichen profilierten Laufstreifen und einen zwischen dem Laufstreifen und der Karkasse angeordneten Gürtel auf, welcher radial außen mit der Gürtelbandage abgedeckt ist. Die Gürtelbandage kann ein- oder mehrlagig ausgebildet sein und deckt zumindest die Gürtelränder ab. A radial type pneumatic vehicle tire generally has an air-impermeable inner layer, a radial carcass containing strength carriers, which extends from the zenith region of the tire over the side walls to the bead region and is usually anchored there by wrapping tensile bead cores, a profiled tread radially outwardly, and between the tread and the carcass arranged on belt, which is radially outwardly covered with the belt bandage. The belt bandage can be formed in one or more layers and covers at least the belt edges.
In PKW-Radialreifen verlaufen die Festigkeitsträger der meist einlagigen Karkasslage in radialer Richtung. Die Festigkeitsträger in Karkasslagen müssen eine ausreichende Festigkeit aufweisen, um die im Betrieb des Reifens auftretenden Kräfte hinreichend aufnehmen zu können und dauerhaltbar zu sein. Insbesondere leistet die Karkasse Widerstand gegen den Innendruck des Reifens und hat die Funktion eines Festigkeitsträgers. Der radiale Verlauf der Festigkeitsträger erhöht die Festigkeitseigenschaften der Lage, erhöht insbesondere die Tragfähigkeit und die Komfortmerkmale des Reifens wie Einfederung und Fahreigenschaften. Bekannt sind beispielsweise Verstärkungskorde aus Rayon oder PET (Polyethylenterephthalat) als Festigkeitsträger für die Karkasslage von Reifen. Die Festigkeitsträger weisen einen runden Querschnitt auf. In passenger car radial tires, the strength members of the usually single-ply carcass ply run in the radial direction. The reinforcements in carcass plies must have sufficient strength to be able to absorb the forces occurring during operation of the tire sufficiently and to be durable. In particular, the carcass provides resistance to the internal pressure of the tire and has the function of a strength carrier. The radial course of the reinforcement increases the strength properties of the layer, in particular increases the carrying capacity and the comfort features of the tire such as compression and handling characteristics. For example, reinforcement cords made of rayon or PET (polyethylene terephthalate) are known as reinforcements for the carcass ply of tires. The reinforcements have a round cross-section.
Die Gürtelbandagenlage wird bei der Reifenherstellung in Form von Lagen mit in eine unvulkanisierte Kautschukmischung eingebetteten Festigkeitsträgern aufgebracht, die auf den Gürtel gewickelt oder gespult werden. Die Festigkeitsträger der Gürtelbandagenlage sollen bei der Reifenherstellung eine ausreichende Erhebung bei der Bombage und in der Vulkanisationsform zulassen, damit der Reifen präzise ausgeformt werden kann, und sie sollen nach der Fertigstellung des Reifens im Fahrbetrieb eine gute Hochgeschwindigkeitstauglichkeit (Schnellauffestigkeit) gewährleisten. Um diesen Anforderungen zu genügen, sollten sich die Festigkeitsträger bis zu einer Dehnung von ca. 3 % mit mäßigem Kraftaufwand und ab einer höheren Dehnung nur noch mit sehr hohem Kraftaufwand dehnen lassen. Zudem sollen die Korde die Gürtellagen, insbesondere die Gürtelkanten für die Schnellauffestigkeit und Dauerhaltbarkeit niederhalten. Die Festigkeitsträger weisen einen runden Querschnitt auf. Bekannt sind beispielsweise Verstärkungskorde aus Rayon oder Polyester und Hybridkorde aus zwei unterschiedlichen Materialien. Die Festigkeitsträger weisen einen runden Querschnitt auf. The belt bandage ply is applied during tire manufacture in the form of plies with reinforcing members embedded in an unvulcanized rubber compound, which are wound or wound on the belt. The reinforcing elements of the belt bandage layer are to allow a sufficient elevation in the embossing and in the vulcanization mold in the tire production, so that the tire can be precisely formed, and they should ensure a good high speed capability (Schnellauffestigkeit) after completion of the tire while driving. To meet these requirements, the strength members should be stretched to an elongation of about 3% with moderate effort and from a higher elongation only with very high force. In addition, the cords should hold down the belt layers, in particular the belt edges for the quick-release and durability. The reinforcements have a round cross-section. Reinforcement cords of rayon or polyester and hybrid cords of two different materials are known, for example. The reinforcements have a round cross-section.
Es ist bekannt und üblich, als Festigkeitsträger für die Karkasslage und / oder für die Gürtelbandagenlage einen (Verstärkungs-)Kord zu verwenden, der einen runden Querschnitt aufweist. It is known and customary to use as a reinforcement for the carcass ply and / or for the belt bandage ply a (reinforcing) cord which has a round cross section.
Ein „Garn“ ist ein fadenförmiges Erzeugnis, welches aus dünnen Einzelfäden besteht. Ein „(Verstärkungs-)Kord“ ist ein fadenförmiges Erzeugnis, welches aus mehreren Garnen besteht, welche miteinander endverdreht sind. A "yarn" is a thread-like product, which consists of thin individual threads. A "(reinforcing) cord" is a thread-like product, which consists of several yarns, which are end twisted together.
Die Reifenentwicklung geht dahin, Fahrzeugluftreifen zu schaffen, die einen geringen Rollwiderstand aufweisen. Tire development tends to provide pneumatic vehicle tires having low rolling resistance.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Festigkeitsträger für elastomere Erzeugnisse, insbesondere für eine Karkasslage und / oder eine Gürtelbandagenlage eines Fahrzeugluftreifens bereitzustellen, durch die der Rollwiderstand des Fahrzeugluftreifens verbessert ist, der aber dennoch gleich gute übrige Eigenschaften aufweist. It is the object of the invention to provide a reinforcing member for elastomeric products, in particular for a carcass ply and / or a belt bandage ply of a pneumatic vehicle tire, by which the rolling resistance of the pneumatic vehicle tire is improved, but nevertheless has the same good remaining properties.
Die Aufgabe wird gelöst, indem der Querschnitt des Festigkeitsträgers der Bedingung a < 0,85 × b entspricht, indem der Festigkeitsträger derart in der Verstärkungslage angeordnet ist, dass b in etwa parallel zur flächigen Erstreckung der Verstärkungslage ausgerichtet ist und wobei a die Querschnittshöhe und b die Querschnittsbreite des Festigkeitsträgers definiert. Die Querschnittshöhe des Festigkeitsträgers ist geringer als dessen Querschnittsbreite. The object is achieved in that the cross-section of the reinforcement corresponds to the condition a <0.85 × b in that the reinforcement is arranged in the reinforcement layer such that b is aligned approximately parallel to the planar extent of the reinforcement layer and wherein a is the cross-sectional height and b defines the cross-sectional width of the reinforcement. The cross-sectional height of the reinforcement is less than its cross-sectional width.
Erfindungswesentlich ist, dass ein in seinem Querschnitt flacher Festigkeitsträger geschaffen ist, durch den die gummierte Verstärkungslage dünner ausführbar ist, als mit Festigkeitsträgern mit rundem Querschnitt. Der Festigkeitsträger ist in seiner Anordnung in der Verstärkungslage mit seiner Breite flächig und mit seiner Höhe parallel zur Dicke der Verstärkungslage ausgerichtet. Da der Festigkeitsträger breiter als hoch ist und die Höhe geringer als bei einem Festigkeitsträger mit rundem Querschnitt ist, ist die Verstärkungslage, in die der Festigkeitsträger eingebracht ist, flacher als im Stand der Technik führbar. Es ist an Kautschukmaterial für die Gummierung der Festigkeitsträgerlage eingespart, wodurch das Gewicht dieser Lage geringer ist. Das geringere Gewicht wirkt sich – in einem Fahrzeugluftreifen angeordnet – positiv auf den Rollwiderstand aus und verringert diesen. Essential to the invention is that a flat in its cross-section strength support is provided, through which the rubberized reinforcing layer is thinner executable, than with strength members with round cross-section. The reinforcement is in its arrangement in the reinforcing layer with its width flat and aligned with its height parallel to the thickness of the reinforcing layer. Since the strength member is wider than high and the height is lower than at a strength member having a round cross section, the reinforcing layer, in which the strength member is introduced, is shallower than in the prior art feasible. It is saved on rubber material for rubberizing the reinforcement layer, whereby the weight of this layer is lower. The lower weight, which is arranged in a pneumatic vehicle tire, has a positive effect on the rolling resistance and reduces it.
Ein „Festigkeitsträger“ kann beispielsweise ein Garn oder ein Kord sein. In der Anwendung des Festigkeitsträgers in der Karkass- und / oder Gürtelbandagenlage ist es vorteilhaft, wenn a in etwa parallel zur radialen Richtung des Reifens angeordnet ist. A "reinforcement" may be, for example, a yarn or a cord. In the application of the reinforcement in the carcass and / or belt bandage ply, it is advantageous if a is arranged approximately parallel to the radial direction of the tire.
Zweckmäßig ist es, wenn der Festigkeitsträger ein Kord ist und aus nicht-metallischem Material besteht. Für die Anwendung des Festigkeitsträgers in der Karkass- und / oder Gürtelage ist ein Festigkeitsträger aus metallischem Material nicht geeignet, denn dieser würde den auftretenden Dehnungen nicht standhalten. It is expedient if the reinforcement is a cord and consists of non-metallic material. For the application of the strength carrier in the carcass and / or beltage a strength member made of metallic material is not suitable, because this would not withstand the strains occurring.
Vorteilhaft ist es, wenn der Festigkeitsträger einen in etwa ovalen Querschnitt aufweist. It is advantageous if the strength member has an approximately oval cross-section.
Alternativ weist der Festigkeitsträger einen in etwa rechteckigen Querschnitt mit vorzugsweise abgerundeten Ecken auf. Alternatively, the strength member has an approximately rectangular cross-section with preferably rounded corners.
Vorteilhaft ist es, wenn der Querschnitt des Festigkeitsträgers der Bedingung a < 0,3 bis 0,7 × b, vorzugsweise der Bedingung a < 0,3 bis 0,4 × b entspricht. Der Fahrzeugreifen, der solche Festigkeitsträger in der Karkass- oder Gürtelbandage aufweist, ist besonders in Bezug auf den Rollwiderstand bei guten übrigen Eigenschaften des Reifens verbessert. It is advantageous if the cross section of the reinforcing member of the condition a <0.3 to 0.7 × b, preferably the condition a <0.3 to 0.4 × b corresponds. The vehicle tire having such strength members in the carcass or belt bandage is particularly improved in rolling resistance with good remaining properties of the tire.
Vorteilhaft ist es, wenn der Festigkeitsträger aus textilem Material wie PET, Rayon, Aramid, Nylon, PEN oder POC besteht. It is advantageous if the reinforcement is made of textile material such as PET, rayon, aramid, nylon, PEN or POC.
Zweckmäßig ist es, wenn der Festigkeitsträger ein Hybridkord ist, welcher wenigstens aus zwei unterschiedlichen Materialien besteht. Hierdurch kann die Eigenschaft des Festigkeitsträgers durch die Materialwahl zusätzlich an die jeweiligen Anforderungen optimiert eingestellt werden. It is expedient if the strength member is a hybrid cord, which consists of at least two different materials. In this way, the property of the reinforcing member can be set optimized by the choice of material in addition to the respective requirements.
Der Titer (die Feinheit) eines jeden Garnes des Festigkeitsträgers beträgt zwischen 300 bis 5000 dtex, vorzugweise zwischen 500 bis 2000 dtex. The titer (fineness) of each yarn of the reinforcing agent is from 300 to 5,000 dtex, preferably from 500 to 2,000 dtex.
Dabei können die Garne eines Festigkeitsträgers den gleichen Titer oder unterschiedliche Titer aufweisen. The yarns of a reinforcing agent may have the same denier or different titers.
Ein Kord besteht aus 2 bis 10 Garnen. A cord consists of 2 to 10 yarns.
Die Verdrehungszahl eines jeden Garnes und die Endverdrehungszahl des Kordes beträgt zwischen 80 und 550 tpm (turns per meter). Dabei können die Garne des Kordes die gleiche oder unterschiedliche Verdrehungszahlen aufweisen. Die Garne können S- oder Z-verdreht sein, während die Endverdrehung entgegengesetzt zur Verdrehung der Garne erfolgt. The twist count of each yarn and the final twist count of the cord is between 80 and 550 tpm (turns per meter). The yarns of the cord may have the same or different twisting numbers. The yarns may be S- or Z-twisted while the final twisting is opposite to twisting of the yarns.
Nachfolgend sind einige Beispiele für erfindungsgemäße Festigkeitsträger aufgeführt: Below are some examples of reinforcements according to the invention are listed:
Festigkeitsträger 1: Reinforcement member 1:
Der Festigkeitsträger 1 weist die Konstruktion PET 1440 × 2, twist 380S/370Z mit a = 0,18 und mit b = 0,55 auf. Die beiden PET-Garne, aus denen der Kord besteht, haben je eine Feinheit von 1440 dtex, sind jeweils mit 380 tpm S-erstverdreht und mit 370 tpm Z-endverdreht. Der Kord weist einen Querschnitt mit dem Verhältnis a/b = 0,33 auf. Der Querschnitt des Kordes ist entweder oval oder rechteckig, wobei die Ecken des Rechteckes gerundet ausgeführt sind. The
Festigkeitsträger 2: Reinforcement member 2:
Der Festigkeitsträger 2 weist die Konstruktion PET 1440 × 2, twist 290S/380Z mit a = 0,17 und mit b = 0,54 auf. Die beiden PET-Garne, aus denen der Kord besteht, haben je eine Feinheit von 1440 dtex, sind jeweils mit 290 tpm S-erstverdreht und mit 380 tpm Z-endverdreht. Der Kord weist einen Querschnitt mit dem Verhältnis a/b = 0,31 auf. Der Querschnitt des Kordes ist entweder oval oder rechteckig, wobei die Ecken des Rechteckes gerundet ausgeführt sind. The
Festigkeitsträger 3: Reinforcement member 3:
Der Festigkeitsträger 3 weist die Konstruktion PA66 1400 × 1, twist 100Z mit a = 0,11 und mit b = 0,33 auf. Das eine PA66-Garn, aus dem der Festigkeitsträger besteht, hat eine Feinheit von 1440 dtex und ist mit 100 tpm Z-verdreht. Der Kord weist einen Querschnitt mit dem Verhältnis a/b = 0,33 auf. The
Festigkeitsträger 4: Reinforcement member 4:
Der Festigkeitsträger 4 ist ein Hybridkord und weist die Konstruktion Aramid 1100 × 1 + PA66 700 × 1, twist 480S/470Z mit a = 0,16 und mit b = 0,47 auf. Ein Aramidgarn hat eine Feinheit von 1100 dtex und ein Garn aus PA66 hat eine Feinheit von 700 dtex. Beide Garne sind mit 480 tpm S-erstverdreht und mit 470 tpm Z-endverdreht. Der Kord weist einen Querschnitt mit dem Verhältnis a/b = 0,34 auf. Der Querschnitt des Kordes ist entweder oval oder rechteckig, wobei die Ecken des Rechteckes gerundet ausgeführt sind. The reinforcement 4 is a hybrid cord and has the construction aramid 1100 × 1 + PA66 700 × 1, twist 480S / 470Z with a = 0.16 and with b = 0.47. An aramid yarn has a fineness of 1100 dtex and a yarn of PA66 has a fineness of 700 dtex. Both yarns are first twisted at 480 tpm S-twisted and Z-end twisted at 470 tpm. The cord has a cross section with the ratio a / b = 0.34. The cross section of the cord is either oval or rectangular, with the corners of the rectangle are rounded.
Festigkeitsträger 5: Reinforcement member 5:
Der Festigkeitsträger 5 ist ein Hybridkord und weist die Konstruktion Aramid 1670 × 2 + PA66 1400 × 1, twist 290S/280Z mit a = 0,22 und b = 0,67 auf. Zwei Aramidgarne haben je eine Feinheit von 1400 dtex und ein Garn aus PA66 hat eine Feinheit von 1400 dtex. Alle Garne sind mit 290 tpm S-erstverdreht und mit 280 tpm Z-endverdreht. Der Kord weist einen Querschnitt mit dem Verhältnis a/b = 0,33 auf. Der Querschnitt des Kordes ist entweder oval oder rechteckig, wobei die Ecken des Rechteckes gerundet ausgeführt sind. The reinforcement 5 is a hybrid cord and has the construction aramid 1670 × 2 + PA66 1400 × 1, twist 290S / 280Z with a = 0.22 and b = 0.67. Two aramid yarns each have a fineness of 1400 dtex and a yarn of PA66 has a fineness of 1400 dtex. All yarns are first twisted at 290 tpm S-twisted and twisted at 280 tpm Z-end. The cord has a cross section with the ratio a / b = 0.33. The cross section of the cord is either oval or rectangular, with the corners of the rectangle are rounded.
Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls ein Fahrzeugluftreifen, welcher eine Karkasslage und / oder eine Gürtelbandagenlage aufweist, in welcher ein Festigkeitsträger nach wenigstens einem der vorangehenden Ausführungen angeordnet ist. Der Fahrzeugluftreifen kann ein PKW-, ein Van- oder ein LKW-Reifen sein. The subject of the invention is likewise a pneumatic vehicle tire which has a carcass ply and / or a belt bandage ply in which a reinforcing member according to at least one of the preceding embodiments is arranged. The pneumatic vehicle tire may be a passenger car, a van or a truck tire.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nun in den nachstehenden Figuren erläutert, die schematische Ausführungsbeispiele darstellen. Dabei zeigen die: Further details and advantages of the invention will now be explained in the following figures, which illustrate schematic embodiments. The show:
Die
Die
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Festigkeitsträger / Kord Reinforcements / cord
- 2 2
- Garn yarn
- 3 3
- Garn yarn
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